Windows IOCP VS Linux Epoll

Windows IOCP / Linux Epoll

• 운영체제 레벨에서 지원하는 멀티 플렉싱 모델
• 각 OS 에서 I/O 를 처리하는 방식 을 정의하고 차이점을 비교

IOCP

• IOCP 란
  • Overlapped I/O 확장 모델
  • 여러 동시 비동기 I/O 작업 을 수행 하기 위한 API
  • 입력/출력 완료 포트 개체가 생성되고 다수의 소켓 또는 파일 핸들 과 연결
  • 논블로킹 프로세스로서 최소한의 스레드를 사용해서 Port와 관련된 I/O 처리하는 기법
  • 커널영역과 유저영역의 버퍼를 공유
• IOCP 장점
  • 적은 수의 스레드만을 사용
  • 적은 수의 스레드 사용으로 CPU점유율도 낮으며, 작은 비용의 Context switching
  • winsock2 API중 가장 뛰어난 확장성과 성능
• IOCP 단점
  • 복잡한 프로그램 구현
  • Windows 기반 플랫폼에서만 사용 가능
  • 하나의 I/O operation 마다 버퍼영역에 대한 page-lock/unlock이 필요
  • 하나의 I/O operation 마다 시스템 콜을 호출

context switching이란? : 현재 진행하고 있는 Task(Process, Thread)의 상태를 저장하고 다음 진행할 Task의 상태 값을 읽어 적용하는 과정

Epoll

• Epoll 이란
  • 이벤트 통지(Event Notification) 입출력 처리
  • select의 단점을 보완하여 사용할 수 있도록 만든 I/O 통지 모델
  • 리눅스 커널 시스템 호출 확장 I/O 이벤트 알림 메커니즘
  • 성능 (select < poll < epoll)
• Epoll 잠점
  • 상태변화의 확인을 위한, 전체 파일 디스크립터를 대상으로 하는 반복문의 불필요
  • select 함수에 대응하는 epoll_wait 함수 호출시, 매번 전달되는 관찰 대상의 정보 불필요
• Epoll 단점
  • Linux외 다른 유닉스에서 사용 불가(이식성이 좋지 않음)

IOCP Epoll 차이점

  - IOCP는 epoll과는 달리 유저 영역으로 직접 데이터를 가져오는 zero copy가 가능하다고 한다. 
    그렇지만 zero copy는 작은 패킷이 왔다 갔다하는 상황에서는 성능 저하와는 별 상관이 없고, 
    더 중요한건 context switching 오버헤드라고 한다.

  - Linux epoll 의 경우 커널 영역의 데이터 스트림을 유저영역으로 복사하는 만큼 지연
    IOCP 는 이벤트를 받아 이벤트 루틴이 깨어날 때 이미 데이터 스트림이 유저 영역에 있어 바로 작업 쓰레드로 넘겨 지연 없이 다음 이벤트를 기다릴 수 있음

	epoll	IOCP
생성	epoll_create	CreateIoCompletionPort
연결	epoll_ctl	CreateIoCompletionPort
상태	epoll_wait	GetQueuedCompletionStatus

출처

• https://its-fusion-blog.tistory.com/18
• https://www.slideshare.net/sm9kr/iocp-vs-epoll-perfor